燃料与燃烧讲义 (第1期上)

1、燃料及燃烧基础知识燃料及燃烧基础知识市场与战略绩效部市场与战略绩效部姜谋姜谋2公司名称信息前言 一、一、 本次专业知识培训的目的：本次专业知识培训的目的： 1、扩展知识面、扩展知识面, 提升市场人员专业形象提升市场人员专业形象. 2、以专业知识辅助市场开发、以专业知识辅助市场开发, 延伸市场调研的深度延伸市场调研的深度, 挖掘潜在客户挖掘潜在客户,扩大燃气销量扩大燃气销量. 3、为能源服务和能源管理业务提供更加丰富的信息资源。、为能源服务和能源管理业务提供更加丰富的信息资源。 二、二、 希望达到的效果希望达到的效果 1、疑惑得到解决、疑惑得到解决 2、获得新的知识，新的思路，新的谈资。、获得新

2、的知识，新的思路，新的谈资。 3、对一些不同观点积极讨论，共同探讨，互相学习。、对一些不同观点积极讨论，共同探讨，互相学习。 4、成功和失败的案例共同分享，认识更多的朋友，建立更深的友、成功和失败的案例共同分享，认识更多的朋友，建立更深的友 谊！谊！3公司名称信息目录-能源和能量守恒定律- 燃料的概念和分类-煤的介绍及燃烧特点-气体燃料燃烧特点及天然气-液体燃料(燃料油)-电7。 - 水蒸汽- 工质8。-天然气与其他燃料的替换优势4公司名称信息火 让我们从火开始！ 1、火的起源 历史的追索 、扮演的角色、深刻的寓意。 2、火的应用 发挥你的想象力 3、火的探索 风、燃料燃烧、热量传递、效率提升

3、、能源的合理利用。 5公司名称信息 现代“卖碳翁”的困惑 如何用有限的资源获得理想的回报？ 能源管理模式的探索，节能技术的应用。 6公司名称信息“打铁先要自身硬”，作为市场人员必须作到： 1、了解自己的产品； 2、我的产品能给客户解决什么问题？ 3、用什么方法能把我的产品功能发挥到最大？ 技术的重要性。7公司名称信息 第一节、能源和能量守恒定律第一节、能源和能量守恒定律 1、能源能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源，地球上大部分能源都源自太阳。 2、能源的分类：、能源的分类： 按获得途径不同分，分为一次能源和二次能源：一次能源一次能源自然界中存在的可以直接获得利用的能源，如煤炭、

4、石油、天然气、木柴 、太阳能、风能等、潮汐能。二次能源二次能源通过能源转换后获得的能满足人们特殊需要的能源。 如电能、商业蒸汽等。 按是否能重复利用分为：可再生能源和不 可再生能源可再生能源可再生能源太阳能、风能、潮汐能、河流落差能等。不可再生能源不可再生能源存量有限，不能重复利用的能源。如大部分有机燃料，燃烧后不能再生。8公司名称信息能源能源二次能源：二次能源： 电能、商业蒸汽等电能、商业蒸汽等一次能源一次能源不可再生能源：不可再生能源：煤炭、 石油、天然气等可再生能源：可再生能源：太阳能、风能等、潮汐能、生物质能能源的分类能源的分类9公司名称信息能量守恒定律和能量的品位3、能量守恒定律 能

5、量既不会增加也不会减少，它只不过会由一种形式转化为另一种形式 。 热量守恒定律即热力学第一定律，是能量守恒定律在热力学方面的应用。热能在传递和转化过程中，无论是功转变成热，或者是热转变成功，系统总能量保持不变。 也可以叫热功转换定律, 即1卡=4.18焦耳能量守恒定律在燃烧设备中的体现: 总输入热=总输出热 燃料的化学热总输入热量进炉物料的物理显热，包括燃料、空气、介质的显热总输出热量介质带走的热量，或者物料升温带出的热量（有效热）烟气带出的热量炉墙向周围环境散失的热量未完全燃烧的燃料损失10公司名称信息能量守恒定律和能量的品位 设备热效率 = 获得的有效热 / 燃料燃烧放出的热量4、能量的品

6、位（品质） 高品位能量：温度高、做功能力强的能量。如电能、机械能、高 温热能、高压势能等。 低品位能量：低温热能（如各种废热、低温烟气）、落差很小的势能（如平缓的河流）等，可利用价值很小的能量。 （ 讨论：一大杯低温水，和一小杯高温水，已知其所含的热量总数相等，从第一定律出发，所含热量一样，但实际有区别吗？）11公司名称信息地球能源枯竭和能源工作者的责任目前世界能源状况：目前世界能源状况： 以常规的燃料类用能为主要的用能方式，可重复利用的新能源在生产应用中比例不大，应用范围有限。 工业的高速发展造成人类对能源加速开采。石油危机波及全球，石油早已成为国家的战略性物资。 我们作为能源工作者的主要内

7、容：我们作为能源工作者的主要内容： 1、在常规能源的利用方面，积极寻找新技术、新途径，降低产能单耗，提高综合用能效率。 2、为企业提供多元化用能方案。改变传统的粗放、浪费型用能方式，推广高效、精细、环保的用能理念，为我国的能源事业多做贡献。我们的工作是能源替代，推进清洁、高效的天然气燃料，提高用能效率，为用户节约综合燃料成本，为社会节约有限的燃料资源。 3、新能源的探寻与开发。12公司名称信息燃料分类燃料分类气体燃料气体燃料1 1、燃料、燃料可以燃烧并能放出热量的物质，一般为不可再生能源。可以燃烧并能放出热量的物质，一般为不可再生能源。2 2、燃料根据其物理状态分为：固体燃料、液体燃料和气体燃

8、料、燃料根据其物理状态分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料液体燃料：液体燃料： 石油、酒精、醚类等。石油、酒精、醚类等。煤气煤气城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气油页岩油页岩固体燃料固体燃料煤煤无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等木材，生物质木材，生物质沼气沼气天然气、液化石油气天然气、液化石油气第二节、燃料的概念和分类第二节、燃料的概念和分类13公司名称信息煤的特点：煤的特点： 煤是一种重要的燃料和化工原料。煤的运输费用占成本比例很煤是一种重要的燃料和化工原料。煤的运输费用占成本比例很大，占价格成本的大，占价格成本的20 40%，目前大部分燃烧

9、利用效率低，燃烧后，目前大部分燃烧利用效率低，燃烧后有环境污染。作为燃料煤的价格较低。有环境污染。作为燃料煤的价格较低。 煤可以短时间储存煤可以短时间储存 ，与空气接触有少量自然损耗。，与空气接触有少量自然损耗。 高效率的燃烧设备比较复杂，投资较大。高效率的燃烧设备比较复杂，投资较大。 第三节、第三节、 煤煤14公司名称信息煤的分类煤的分类：煤的分类：无烟煤：无烟煤：Vdaf10%， 含碳最多，发热量高，难以点燃；含碳最多，发热量高，难以点燃；贫煤：贫煤：Vdaf=1020%， 灰分较多；灰分较多；烟煤：烟煤：Vdaf=1050%， 含碳多，灰、水少，发热量高含碳多，灰、水少，发热量高褐煤：褐

10、煤：Vdaf40%， 水分与灰分高，发热量低，着火与燃烧容易。水分与灰分高，发热量低，着火与燃烧容易。 煤品质的判断，各种煤应用在什么领域！煤品质的判断，各种煤应用在什么领域！煤的应用：煤的应用： 煤主要以燃烧放出热量的形式被利用，煤的燃烧方式和燃烧技术煤主要以燃烧放出热量的形式被利用，煤的燃烧方式和燃烧技术直接决定煤的综合利用效率。直接决定煤的综合利用效率。15公司名称信息无烟煤无烟煤年代年代挥发份含量挥发份含量%贫煤贫煤烟煤烟煤褐煤褐煤煤种与挥发份含量的关系16公司名称信息碳碳 C最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料，最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料，燃烧产物主要是燃烧产物主要是CO2CO2，

11、碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。碳的发热量：碳的发热量：7800kcal/kg7800kcal/kg，4.1824.182系数系数一般含量：一般含量：30%70%30%70%，关于热量单位：关于热量单位：kcalkcal（工程）（工程）, kJ, kJ（国际）（国际）, , 17公司名称信息氢氢 H发热量很高，达发热量很高，达28600kcal/kg28600kcal/kg，极易燃烧，极易燃烧，煤中含量很少，仅为煤中含量很少，仅为2%5%2%5%，液体燃料中可达到液体燃料中可达到14%14%，天然气中最多。天然气中最多。18公司名称信息氧氧 O氧不可燃，

12、且不助燃，氧不以游离状态存在于煤中，与煤中的氢和氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤中，与煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。碳组成化合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。氧的含量氧的含量115%115%，木柴中的氧含量达到，木柴中的氧含量达到20%25%20%25%。19公司名称信息水分水分M 和灰份和灰份A 水分水分 含量一般在含量一般在110%，高的，高的10%左右。左右。内在水分内在水分也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分外在水分外在水分经过风干后可以脱除掉的那部分水分，受运输，贮存条经过风干后可以脱除掉

13、的那部分水分，受运输，贮存条件等影响，变化很大。件等影响，变化很大。水分水分 煤中灰份指不能燃烧的矿物质成分，灰份含量越煤中灰份指不能燃烧的矿物质成分，灰份含量越高，热制越低，煤质越差。高，热制越低，煤质越差。20公司名称信息2、煤成分的表示方法及其换算、煤成分的表示方法及其换算用各个成分的质量百分数来表示用各个成分的质量百分数来表示; ;水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动; ;采用四种不同的采用四种不同的“基基”准的质量成分表示准的质量成分表示: :1.1.收到基收到基arar； 定义！定义！2.2.空气干燥基空气干燥基adad；

14、3.3.干燥基干燥基d d；4.4.干燥无灰基干燥无灰基daf.daf.21公司名称信息3、煤的发热量、煤的发热量两种发热量的定义：两种发热量的定义：1 1高位发热量高位发热量QgrQgr1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。结时放出的热量。2 2低位发热量低位发热量QnetQnet在在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水蒸汽汽化潜煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到利用。于水分的汽化，没有

15、得到利用。单位为单位为kcal/kgkcal/kg，或者，或者kJ/kgkJ/kg，MJ/kgMJ/kg。22公司名称信息4、标准煤概念、标准煤概念单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准，单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准，标准煤的概念，规定低位发热量为标准煤的概念，规定低位发热量为7000kcal/kg7000kcal/kg的煤为标准煤，的煤为标准煤，将发热量不是将发热量不是7000 kcal/kg7000 kcal/kg的煤统一折算到的煤统一折算到7000 kcal/kg7000 kcal/kg来进行比较。来进行比较。用于计算和比较标准煤

16、耗等用于计算和比较标准煤耗等23公司名称信息煤的应用煤的应用煤 作 为 燃 料 燃 烧煤 作 为 燃 料 燃 烧（占主要份额）（占主要份额）煤作为工业原材料转变成其他化工煤作为工业原材料转变成其他化工产品，如转变为甲醇、化肥等。产品，如转变为甲醇、化肥等。（煤化工）（煤化工）煤的应用方式煤的应用方式块煤直接燃烧块煤直接燃烧制成水煤浆燃烧制成水煤浆燃烧气化燃烧气化燃烧磨粉燃烧磨粉燃烧24公司名称信息 煤的燃烧方式煤的燃烧方式 块煤直接燃烧块煤直接燃烧常见于链条炉、手烧炉等。燃烧效率低，通常见于链条炉、手烧炉等。燃烧效率低，通常在常在65%65%左右，灰渣含碳量在左右，灰渣含碳量在10%10%20

17、%20%。（为什么效率低？）。（为什么效率低？）流态化燃烧流态化燃烧-沸腾炉、流化床炉。燃烬率沸腾炉、流化床炉。燃烬率95%95%左右。左右。煤粉燃烧煤粉燃烧用磨煤机将煤磨成粉末状，再以气力输送方式用磨煤机将煤磨成粉末状，再以气力输送方式 喷进炉喷进炉膛内燃烧。燃烬率一般在膛内燃烧。燃烬率一般在96%96%以上，为发电厂等大型锅炉所采用。以上，为发电厂等大型锅炉所采用。水煤浆燃烧水煤浆燃烧 （见后面章节）（见后面章节）煤气化燃烧煤气化燃烧 （见后面章节）（见后面章节）25公司名称信息 煤粉燃烧火焰煤粉燃烧火焰26公司名称信息煤的洁净燃烧（水煤浆）煤的洁净燃烧（水煤浆） 1 1、水煤浆燃料特点、

18、水煤浆燃料特点 水煤浆水煤浆70%70%的超细煤粉，的超细煤粉，30%30%水，加少量添加剂形成的复合燃料。热值水，加少量添加剂形成的复合燃料。热值约约4600 Kcal/kg4600 Kcal/kg，市场价格在，市场价格在850 850 10001000元元/ /吨。吨。 形态为稀糊状液体，以槽车运输，储藏罐储藏。形态为稀糊状液体，以槽车运输，储藏罐储藏。 制备水煤浆的煤一般为优质烟煤，几乎不含硫份，灰份小与制备水煤浆的煤一般为优质烟煤，几乎不含硫份，灰份小与7%7%。 水煤浆燃烧为低温燃烧，炉膛温度水煤浆燃烧为低温燃烧，炉膛温度900 900 ，很少生成很少生成NONO等，可代替重油的等，

19、可代替重油的环保燃料。环保燃料。水煤浆的燃烧方式与重油类似，用压缩空气或水蒸汽雾化后喷入炉内燃烧。水煤浆的燃烧方式与重油类似，用压缩空气或水蒸汽雾化后喷入炉内燃烧。 （学术界对水煤浆的争论：优点是环保，水煤浆和缺点）（学术界对水煤浆的争论：优点是环保，水煤浆和缺点）27公司名称信息水煤浆设备2、水煤浆燃烧系统介绍二 次 风 喷 口锅炉雾 化 蒸 汽浆 枪附 件 A75吨 水 煤 浆 锅 炉 系 统 流 程 图水 煤 浆 管 线图 例 :卸 浆 罐贮 浆罐输 浆 泵供 浆 泵搅 拌 罐28公司名称信息煤制气化一般煤的气化方式有以下三种：1. 焦炉煤气 煤在焦炉内干馏时产生的煤气主要成分是甲烷、氢

20、气、一氧化碳，称为焦炉煤气。 热值约3800 Kcal / NMKcal / NM3 3 2. 水煤气 用水蒸汽和赤热的无烟煤或焦炭作用而生成的煤气，主要成分是 COCO、H H2 2 ，称为水煤气。 热值约 2400 Kcal/NMKcal/NM3 3 3. 发生炉煤气 用空气和少量的水蒸气跟煤或焦炭在煤气发生炉内反应而产生的煤气主要成分 COCO、N N2 2， 称为发生炉煤气。 热值1300 Kcal/NMKcal/NM3.3. 目前很多工业用户, 如钢铁锻造加热, 陶瓷窑, 玻璃窑, 有色金属融化等都用发生炉煤气. 这些客户是我们重点关注对象!29公司名称信息煤气发生炉的热量转移煤气发

21、生炉的热量转移煤制气与碳直接燃烧热量比较煤制气与碳直接燃烧热量比较 1. 1. 煤制气反应式煤制气反应式 2 C + O2 C + O2 2 - 2 C O- 2 C O + + 热量热量1 1 2. 2. 煤气燃烧反应式煤气燃烧反应式 2 CO + O2 CO + O2 2 - 2 C O- 2 C O2 2 + + 热量热量2 2 3. 3. 碳直接燃烧反应式碳直接燃烧反应式 2 C + 2 O2 C + 2 O2 2 - 2 C O- 2 C O2 2 + + 热量热量3 3 4. 4. 热量计算热量计算 查表得查表得: C O : C O 标准生成焓为标准生成焓为 -110603 J/

22、MOL, -110603 J/MOL, 热量热量1 1 C O C O2 2 标准生成焓为标准生成焓为 -393791 J/MOL -393791 J/MOL 热量热量3 3 热量热量2-CO 2-CO 在加热炉内放出的热量在加热炉内放出的热量 283188 J/MOL283188 J/MOL 5. 5. 煤制气过程化学反应热占总化学热的煤制气过程化学反应热占总化学热的28%. 28%. 6. 6. 盖斯定律盖斯定律: : 在相同条件下在相同条件下, ,不管化学反应是一步完成还是分步完成不管化学反应是一步完成还是分步完成, ,只要只要物系在反应前后状态相同物系在反应前后状态相同, ,则一步完成

23、的热效应和分步完成的总热效应相等则一步完成的热效应和分步完成的总热效应相等. . （需要进一步解释，举例）（需要进一步解释，举例）30公司名称信息煤气发生炉的结构原理氧化层 (下层) 主要是碳的燃烧反应, 有2种反应,放出热量. 1. 2 C + O 1. 2 C + O2 2 - 2 C O- 2 C O + + 放热放热 2. 2 C + 2 O2. 2 C + 2 O2 2 - 2 C O- 2 C O2 2 + + 热量热量3 3还原层还原层( ( 中层中层), ), 为吸热反应为吸热反应 C OC O2 2 + C + C - 2 C O- 2 C O + + 吸热吸热 31公司名称

24、信息煤气发生炉结构图热 煤 气 出 口热 煤 气 出 口上 煤氧 化 燃 烧 层还 原 制 气 层水 封 盘鼓 风 机加 水 蒸 汽灰 层干 馏 层煤 干 燥 层空 层32公司名称信息煤气发生炉的特点每千克煤可制水煤气每千克煤可制水煤气3 3立方，其成分和含量大概为立方，其成分和含量大概为: : CO -28% CO -28% 、 H H2_ 2_ - 12.4%12.4%、 COCO2 2 - 6% - 6%、 N N2 2 - 53.4% - 53.4% 热值 : 1250 1300 Kcal/NMKcal/NM3 3煤制气的热量转换效率取决于发生炉的工况，工况良好的转换效率为煤制气的热量

25、转换效率取决于发生炉的工况，工况良好的转换效率为70%70%左右。左右。热煤气和冷煤气的区别：热煤气和冷煤气的区别：热煤气热煤气-不经过净化，直接进燃烧设备燃烧，温度不经过净化，直接进燃烧设备燃烧，温度400 400 冷煤气冷煤气 经过净化、洗气、除焦油，温度低。经过净化、洗气、除焦油，温度低。热煤气携带了煤气发生炉内产生的部分物理热量热煤气携带了煤气发生炉内产生的部分物理热量, ,效率高于冷煤气效率高于冷煤气. . 33公司名称信息煤气发生炉的特点煤气发生炉的优点: 与直接燃烧煤相比, 因为不产生灰尘, 相对环保. 与天然气比较, 相对便宜. 缺点: 1. 从煤转变成气, 有能量损失. 2.

26、 设备启动、停止时间长，不适合频繁起、停，热备用 状态时需要消耗少量煤来保温。 3. 发生炉密封比较困难, 经常发生煤气逸出,泄漏, 操作人员危险系数较高. 4、热煤气的燃烧控制存在的问题，冷煤气的能量损失问题。34公司名称信息第四节、第四节、 气体燃料气体燃料,天然气天然气 天然气（天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还

27、含有少气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在无臭易燃易爆气体，密度多在0.60.8kg/Nm3，比空气轻。通常将含甲烷，比空气轻。通常将含甲烷高于高于90%的称为干气，含甲烷低于的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。的称为湿气。 天然气的运输特点：天然气的运输特点： 管输管输 管道输送，需铺设管道，初投资费用高，运行费用低。管道输送，需铺设管道，初投资费用高，运行费用低。 压缩瓶装（压缩瓶装（CNG） 有效装

28、载率低，运输成本高。有效装载率低，运输成本高。 低温液化（低温液化（LNG） 冷冻液化难度高，耗电量大，但液化冷冻液化难度高，耗电量大，但液化 后体积缩小数百倍，便于长距离运输。后体积缩小数百倍，便于长距离运输。 35公司名称信息常见气体燃料的热值常见气体燃料的热值 ( 标准状态,即0 ,一个大气压下一个大气压下 ) 天然气 8620 Kcal/NMKcal/NM3 3油田伴生气 10760 Kcal/NMKcal/NM3 3焦炉煤气 3820 Kcal/NMKcal/NM3 3 发生炉煤气 1250 Kcal/NMKcal/NM3 3水煤气 2400 Kcal/NMKcal/NM3 3沼气

29、4500 Kcal/NMKcal/NM3 336公司名称信息天然气的物理特性天然气的物理特性 天然气的物理特性：天然气的物理特性：爆炸下限爆炸下限(V%)：5.3% 爆炸上限爆炸上限(V%)：15% 爆炸极限爆炸极限-可燃气体在空气中的含量达到某一范围内时可燃气体在空气中的含量达到某一范围内时, 点火即会引点火即会引起爆炸起爆炸.熔点：熔点：-182 沸点沸点 -161闪闪 点点: 188 -燃料闪烁性燃烧并瞬间自行熄灭燃料闪烁性燃烧并瞬间自行熄灭, 不能持续性燃烧不能持续性燃烧时的温度时的温度.自燃温度：自燃温度：538 当空气中甲烷达当空气中甲烷达2530时，可引起头痛、头晕、乏力、注意时

30、，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等，甚至因缺氧而窒息、力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等，甚至因缺氧而窒息、昏迷。昏迷。37公司名称信息城镇燃气代号及华白指数城镇燃气代号及华白指数城镇燃气分类城镇燃气分类 摘自摘自GBT13611-2006 (15，101325Pa，干，干) 燃气种类燃气种类 代号代号 华白数华白数 （cal / m3）人工煤气人工煤气 3R 3277 cal / m34R 4253 cal / m3 5R 5160cal / m3 6R 6148cal / m3 7R 7416cal / m3 38公司名称信息城镇燃气代号及热值城镇

31、燃气代号及热值天然气天然气 3T 3177 cal / m3 4T 4098 cal / m3 6T 5586 cal / m3 10T 9933 cal / m3 12T 12100 cal / m3 液化石油气液化石油气 （标准状态下，每（标准状态下，每m3石油液化气重量约石油液化气重量约kg。）。）19Y 9186cal / kg 20Y 9808cal / kg 注：注：3T、4T为矿井气，为矿井气，6T为沼气，其燃烧特性接近天然气。为沼气，其燃烧特性接近天然气。 39公司名称信息可燃气体的组织燃烧可燃气体的组织燃烧第一节第一节 火焰传播的理论基础火焰传播的理论基础 一个正在传播的火焰

32、，实际上是化学反应波在气体中一个正在传播的火焰，实际上是化学反应波在气体中(或气流中或气流中)的运动。的运动。要了解这复杂问题，需要流体力学、工程热力学、传热传质学、物理化学等要了解这复杂问题，需要流体力学、工程热力学、传热传质学、物理化学等方面的知识，可以说研究火焰传播是以上渚学科中有关理论的具体综合应用。方面的知识，可以说研究火焰传播是以上渚学科中有关理论的具体综合应用。 一、火焰传播机理一、火焰传播机理 在可燃混合物中放人点火源点火时，产生局部燃烧反应而形成点源火焰。在可燃混合物中放人点火源点火时，产生局部燃烧反应而形成点源火焰。由于反应释放的热量和生成的自由基等活性中心向四周扩散传输，

33、使紧挨着由于反应释放的热量和生成的自由基等活性中心向四周扩散传输，使紧挨着的一层未燃气体着火、燃烧，形成一层新的火焰。反应依次往外扩张，形成的一层未燃气体着火、燃烧，形成一层新的火焰。反应依次往外扩张，形成瞬时的球形火焰面。此火焰面的移动速度称为法向火焰传播速度瞬时的球形火焰面。此火焰面的移动速度称为法向火焰传播速度S。(或称层或称层流火焰传播速度流火焰传播速度S5，或正常火焰传播速度，或正常火焰传播速度)，简称火焰传播速度。球内是已燃，简称火焰传播速度。球内是已燃的炽热气体，周围为未燃气体。未燃气体与已燃气体之的分界面即为火焰锋的炽热气体，周围为未燃气体。未燃气体与已燃气体之的分界面即为火焰

34、锋面，或称火焰面。面，或称火焰面。40公司名称信息气体分子的反应速率影响因素气体分子的反应速率影响因素燃烧是一种复杂的化学反应燃烧是一种复杂的化学反应从微观角度分析，反应速度与以下几方面因素有关从微观角度分析，反应速度与以下几方面因素有关 1.浓度越高，分子碰撞的几率越大，反应速度越快。浓度越高，分子碰撞的几率越大，反应速度越快。 2.杂质越少，速度越快杂质越少，速度越快 3.温度越高，分子活化能越强，反应急剧加快，温度对反应速度成温度越高，分子活化能越强，反应急剧加快，温度对反应速度成指数关系。指数关系。 4.某些催化剂对反应速度影响很大，如某些催化剂对反应速度影响很大，如: CO + O2

35、 = CO2 中，加入水蒸气可以明显提高反应速度，而水蒸气中，加入水蒸气可以明显提高反应速度，而水蒸气本身不能燃烧。本身不能燃烧。41公司名称信息可燃气体的组织燃烧可燃气体的组织燃烧气体燃料常见的气体燃料常见的2种燃烧方式种燃烧方式1、扩散火焰，也叫层流火焰。特点：有明显的火焰形状和燃烧界面，有亮度。、扩散火焰，也叫层流火焰。特点：有明显的火焰形状和燃烧界面，有亮度。燃烧比较平稳。（如普通打火机火焰）燃烧比较平稳。（如普通打火机火焰）火焰边界面空气燃气扩散式燃烧42公司名称信息2、预混火焰，也叫紊流火焰、预混火焰，也叫紊流火焰 。特点：火焰界面成撕裂，界面模糊且。特点：火焰界面成撕裂，界面模糊

36、且变换不定，脉动性强。因燃烧剧烈引起气流震动，常伴有呼呼声响。变换不定，脉动性强。因燃烧剧烈引起气流震动，常伴有呼呼声响。 （ 典型的如防风打火机火焰）典型的如防风打火机火焰）火焰边界面空气燃气预混式燃烧预混区天然气燃烧火焰43公司名称信息脱火与回火脱火与回火脱火脱火 因为混合气体的燃料供给流速大于燃烧速度，导致火焰中心向前移因为混合气体的燃料供给流速大于燃烧速度，导致火焰中心向前移动，脱离合理的着火区间，严重时火焰被吹灭。动，脱离合理的着火区间，严重时火焰被吹灭。回火回火 因为混合气体的燃料供给流速小于燃烧速度，导致火焰中心回缩，因为混合气体的燃料供给流速小于燃烧速度，导致火焰中心回缩，严重

37、时烧坏燃烧器甚至回火爆炸，造成安全事故。严重时烧坏燃烧器甚至回火爆炸，造成安全事故。44公司名称信息 第五节第五节 液体燃料液体燃料, 轻油轻油, 重油重油.轻油轻油: 工业用燃料轻油主要指柴油工业用燃料轻油主要指柴油. 柴油的标号表示其凝固点柴油的标号表示其凝固点, 0#柴油柴油表示表示 0 结冰的柴油结冰的柴油, -10# 柴油表示柴油表示-10 结冰的柴油结冰的柴油. 柴油的热值一般在柴油的热值一般在 11000Kcal/kg. 因柴油发动机动力比汽油发动机强因柴油发动机动力比汽油发动机强, 所以在大功率车辆如重型卡所以在大功率车辆如重型卡车、起重机、坦克等车辆以柴油发动机为主。车、起重

38、机、坦克等车辆以柴油发动机为主。 因全球石油短缺，柴油逐步上升为战略物资。因全球石油短缺，柴油逐步上升为战略物资。45公司名称信息常见燃料油的发热量常见石油类燃料的热值:原油 : 980010765 Kcal/kg重油 : 9800 Kcal/kg柴油 : 11000 Kcal/kg汽油 : 10280 Kcal/kg沥青 : 8850 Kcal/kg焦油 : 7100 Kcal/kg46公司名称信息液体燃料、重油液体燃料、重油 重油：重油： 重油是石油分馏后的低端产品，碳含量高，分子量大，热值重油是石油分馏后的低端产品，碳含量高，分子量大，热值 9500Kcal/kg，相比汽油和柴油不易燃烧

39、。由于不易燃烧、黏度高，相比汽油和柴油不易燃烧。由于不易燃烧、黏度高，不做为发动机燃料。不做为发动机燃料。常作为锅炉、加热炉、玻璃窑的燃料。常作为锅炉、加热炉、玻璃窑的燃料。 重油在使用时为了减小其黏度、增加流动性，一般需要加热使用。重油在使用时为了减小其黏度、增加流动性，一般需要加热使用。重油在储存罐中必须维持一定的温度，一般需要单独配备蒸汽加热设重油在储存罐中必须维持一定的温度，一般需要单独配备蒸汽加热设备，给用户带来很大不便，额外增加了燃料外摊销。备，给用户带来很大不便，额外增加了燃料外摊销。47公司名称信息液体燃料的燃烧方式液体燃料的燃烧方式 液体燃料燃烧时必须先经过雾化，经油嘴雾化后

40、，形成油雾与空气混合，液体燃料燃烧时必须先经过雾化，经油嘴雾化后，形成油雾与空气混合，进行燃烧。进行燃烧。雾化是油滴碰撞、撕裂、扩大表面积的结果。雾化需要消耗能量。雾化是油滴碰撞、撕裂、扩大表面积的结果。雾化需要消耗能量。油的雾化效果直接影响其燃烧效率油的雾化效果直接影响其燃烧效率 油的雾化方式：油的雾化方式： 1、介质雾化、介质雾化 压缩空气雾化压缩空气雾化 、蒸汽雾化。、蒸汽雾化。 柴油一般用压缩空气雾化，重油一般用蒸汽雾化。柴油一般用压缩空气雾化，重油一般用蒸汽雾化。 2、机械压力雾化、机械压力雾化 要求有一定的油压，一般在要求有一定的油压，一般在1.02.0MPa48公司名称信息油的雾

41、化燃烧原理柴油燃烧火焰（机械雾化）柴油燃烧火焰柴油燃烧火焰49公司名称信息第六节第六节 电电1、发电机原理 发拉第电磁感应原理：导体切割磁力线产生电压。 热力发电过程： 热能（锅炉产生高压蒸汽） 蒸汽的压力（通过透平） 机械能（通过发电机）电能2、火力发电厂主要用动力煤（热值5500）作为燃料，目前国内火力 发电煤电比： 一度电平均耗煤 0.4公斤左右，热电转换效率约30 35%。3、燃气轮机发电原理介绍、燃气轮机发电原理介绍50公司名称信息电能4 、电能的特点及应用行业： 电能属于二次能源，高品位，应用领域非常广泛。可以直接转化为机械能、热能、电解能等（电解行业）。 电能转变为热能是能源的不

42、合理利用，但在某些特殊行业，如需要高温冶炼、精确温控等特殊要求时，用电加热满足工艺要求。 51公司名称信息电热设备电热设备 电阻丝加热电阻丝加热 ：（：（ 欧母定律原理）依靠电阻丝高温辐射加热工件，欧母定律原理）依靠电阻丝高温辐射加热工件，相当于明火加热，相当于明火加热， 可以通过燃料燃烧替代加热，天然气最佳。可以通过燃料燃烧替代加热，天然气最佳。电热设备的分类特点电热设备的分类特点电发热原理电发热原理电磁感应加热：（涡流原理）依靠工件自身感应电流加热电磁感应加热：（涡流原理）依靠工件自身感应电流加热, 加热速度快加热速度快. 工频炉、高频炉、感应炉工频炉、高频炉、感应炉电极插入加热：电极插入

43、加热：（ 欧母定律原理）欧母定律原理） 玻璃熔炼、电解槽玻璃熔炼、电解槽. 物物料自身为导体料自身为导体, 热热 效率可达效率可达90%以上以上.电弧放电加热：电弧放电加热：（ 电弧原理）电弧原理） 空气电离产生高温空气电离产生高温. 等离子切等离子切割、金属冶炼等割、金属冶炼等 每每1立方天然气热值相当于立方天然气热值相当于10度电的发热量度电的发热量, 所以天然气所以天然气替代电阻炉具有很明显的经济优势和可行性替代电阻炉具有很明显的经济优势和可行性. 52公司名称信息1。工质的概念。工质的概念 工质工质 - 热力学术语，是指能携带并转移能量（热能、压力能）热力学术语，是指能携带并转移能量（

44、热能、压力能）在系统内循环利用的介质。如水、空气、导热油、低熔点金属等。在系统内循环利用的介质。如水、空气、导热油、低熔点金属等。2。 水蒸汽作为工质，概括为两种应用实例。水蒸汽作为工质，概括为两种应用实例。 A。 转移热能转移热能将热能从锅炉转移到用能设备，然后变成水回将热能从锅炉转移到用能设备，然后变成水回到锅炉，完成一个循环，作为载热体。表现为蒸汽加热的各种设备。到锅炉，完成一个循环，作为载热体。表现为蒸汽加热的各种设备。 B。 热能转变为机械能热能转变为机械能 - 通过气轮机，高压蒸汽释放压力做功，通过气轮机，高压蒸汽释放压力做功，获得机械能，驱动发电机或其他设备运转，引发工业革命。从

45、此这项获得机械能，驱动发电机或其他设备运转，引发工业革命。从此这项伟大发明推动能源危机的提前到来。伟大发明推动能源危机的提前到来。 根据热力学第根据热力学第2原理，在此转变过程中产生大量余热，为了充分利原理，在此转变过程中产生大量余热，为了充分利用发电余热，引入用发电余热，引入“热电联产热电联产”。第七节 、水蒸汽-工质53公司名称信息3。水蒸汽的特性 1） 饱和温度随压力的升高而升高 2）在相变时能吸收（放出）大量热量，所以在作为热载体时，主要利用其相变热，也叫“汽化潜热”或“凝结潜热”。 3）由于自身物理特性的限制，其加热温度范围受到限制。54公司名称信息第八节 、天然气与其他燃料的替换

46、一、 以天然气替代电阻加热炉，在技术可行性需注意的几个问题: 1. 炉窑的温度控制范围, 精度要求. 2. 被加热工件的物态. 3. 对炉内气氛的要求, 燃烧产物对产品质量有无影响. 4. 对原炉体的结构变动, 需增加设备的空间位置. 天然气替换其他燃料, 首先要对现有生产工艺和产品性质做充分了解, 在技术上保证其可行性. 其次对替换后可能引起的各方面的变化有全面的预测, 对有改造成功案例的可以现场考察, 取长补短. 对没有实际案例的项目, 多进行理论论证, 寻找类似应用案例进行比较。55公司名称信息综合经济效益评价二、天然气替换煤锅炉综合效益评价 工作的目的是产生蒸汽，产生每吨蒸汽的综合成本组成：（天然气替换后会发生变化的部分）： 吨蒸汽的综合吨蒸汽的综合成本组成成本组成1. 直接燃料成本直接燃料成本（总燃料消耗量）（总燃料消耗量）1. 通过热效率计算的燃煤量通过热效率计算的燃煤量 4. 设备热备用状态时消耗设备热备用状态时消耗 （对于非（对于非24小时连续生产企业）小时连续生产企业）